75
LAPORAN PERANCANGAN ELEMEN MESIN Perancangan Ulang dan Analisa Pengelasan Screw Conveyor pada Pabrik Kelapa Sawit Oleh: AGUNG DWI IRAWAN 1407114663 DAMAR AGUNG DEVIAWAN 1407123603 DIAN HARYANTO 1407123394 DWI YANI OKVITASARI 1407113356 ROBI RAMANDA 140711

Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

LAPORAN PERANCANGAN ELEMEN MESIN

Perancangan Ulang dan Analisa Pengelasan Screw Conveyor pada

Pabrik Kelapa Sawit

Oleh:

AGUNG DWI IRAWAN 1407114663

DAMAR AGUNG DEVIAWAN 1407123603

DIAN HARYANTO 1407123394

DWI YANI OKVITASARI 1407113356

ROBI RAMANDA 140711

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS RIAU

2016

Page 2: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas kasih dan

karunia-Nya penulis dapat menyusun Laporan Akhir “Perancangan Ulang dan

Analisa Pengelasan Screw Conveyor pada Pabrik Kelapa Sawit” yang disusun

dalam rangka melengkapi tugas mata kuliah Perancangan Elemen Mesin Pada

semester ganjil tahun ajaran 2016/2017.

Penyusunan laporan ini tidak lepas dari bantuan beberapa pihak, maka dari

itu penulis mengucapkan banyak terimakasih pada Bapak Syafri ST., MT., selaku

dosen pengampu mata kuliah Perancangan Elemen Mesin. Terimakasih banyak

juga penulis ucapkan pada Bapak Slamet, Bapak Solikin dan Bapak Bandi yang

turut membantu memberikan data screw conveyor di PT. Perkebunan Nusantara V

Sei Galuh yang digunakan penulis. Kepada teman-teman dan kedua orang tua

yang selalu memberi semangat dan selalu membantu dalam pembuatan laporan ini

juga penulis mengucapkan terimakasih.

Penulis menyadari bahwa laporan ini tidak luput dari kekurangan. Untuk itu

penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca untuk

kesempurnaan laporan ini kedepannya. Akhir kata penulis mengucapkan terima

kasih.

Pekanbaru, Januari 2017

Penulis

i

Page 3: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

DAFTAR ISI

Halaman KATA PENGANTAR.............................................................................................i

DAFTAR ISI..........................................................................................................ii

DAFTAR GAMBAR.............................................................................................iv

DAFTAR TABEL................................................................................................vii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang...........................................................................................1

1.2 Rumusan Masalah......................................................................................1

1.3 Tujuan........................................................................................................1

1.4 Manfaat......................................................................................................1

1.5 Batasan Masalah........................................................................................2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Screw Conveyor.......................................................................3

2.2 Prinsip Kerja Screw Conveyor...................................................................4

2.3 Komponen Screw Conveyor......................................................................5

2.4 Proses Pembuatan Screw Conveyor...........................................................6

2.5 Definisi Pengelasan....................................................................................8

2.6 Jenis – Jenis Pengelasan............................................................................8

2.7 Jenis – Jenis Sambungan Las...................................................................14

2.8 Struktur Mikro Daerah Las–Lasan..........................................................16

2.9 Posisi Pengelasan.....................................................................................17

2.10 Jenis – Jenis Elektroda.............................................................................19

2.11 Welding Procedure Specification (WPS)................................................20

2.12 Jenis – Jenis Takikan Las.........................................................................21

2.13 Cacat Pada Pengelasan.............................................................................23

2.14 Memotong Bahan Daun Conveyor..........................................................27

2.15 Rumus – Rumus Pengelasan....................................................................29

2.16 Center of Gravity.....................................................................................33

2.17 Pengelasan Pelat Pada Tegangan Normal................................................35

2.18 Beban Torsi Pada Poros...........................................................................36

2.19 Contoh soal pengelasan...........................................................................37

Page 4: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

BAB III STUDI KASUS

3.1 Data Pengukuran......................................................................................43

3.2 Perhitungan..............................................................................................45

BAB IV Hasil DAN ANALISA PEMBAHASAN..............................................48

4.1 Hasil.........................................................................................................48

4.2 Analisa.....................................................................................................48

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan..............................................................................................50

5.2 Saran........................................................................................................51

DAFTAR PUSTAKA

Page 5: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Screw Conveyor...................................................................................3

Gambar 2.2 Prinsip Kerja Screw Conveyor.............................................................4

Gambar 2.3 Screw Conveyor Horizontal.................................................................5

Gambar 2.4 Komponen Screw Conveyor.................................................................5

Gambar 2.5 Daun Screw Conveyor..........................................................................6

Gambar 2.6 Pembentukan Daun Screw Conveyor...................................................6

Gambar 2.7 Penyambungan Screw Conveyor..........................................................6

Gambar 2.8 Pengelasan Sisi Screw Conveyor.........................................................7

Gambar 2.9 Pemasangan Screw Conveyor pada Poros............................................7

Gambar 2.10 Screw Conveyor Yang Telah Selesai Dibuat.....................................7

Gambar 2.11 Pengelasan..........................................................................................8

Gambar 2.12 Pengelasan SMAW............................................................................8

Gambar 2.13 Pengelasan SAW................................................................................9

Gambar 2.14 Pengelasan ESW................................................................................9

Gambar 2.15 Pengelasan SW.................................................................................10

Gambar 2.16 Pengelasan ERW..............................................................................10

Gambar 2.17 Pengelasan EBW..............................................................................11

Gambar 2.18 Pengelasan GMA.............................................................................11

Gambar 2.19 Pengelasan GTAW...........................................................................12

Gambar 2.20 Pengelasan FCAW...........................................................................12

Gambar 2.21 Pengelasan PAW..............................................................................13

Gambar 2.22 Pengelasan OAW.............................................................................13

Gambar 2.23 Pengelasan EXW..............................................................................14

Gambar 2.24 Sambungan Temu.............................................................................14

Gambar 2.25 Sambungan Sisi................................................................................15

Gambar 2.26 Sambungan Saling Tumpang...........................................................15

Gambar 2.27 Sambungan Sudut.............................................................................16

Gambar 2.28 Sambungan T...................................................................................16

Gambar 2.29 Daerah Logam Las...........................................................................17

Gambar 2.30 Daerah Pengaruh Panas....................................................................17

Page 6: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

Gambar 2.31 Posisi Diatas Kepala.........................................................................18

Gambar 2.32 Posisi Sejajar Tangan.......................................................................18

Gambar 2.33 Posisi Dibawah Tangan....................................................................19

Gambar 2.34 Elektroda Pengelasan.......................................................................19

Gambar 2.35 Tabel Penomoran Elektroda Pengelasan..........................................20

Gambar 2.36 Welding Procedure Specification.....................................................21

Gambar 2.37 Takikan Las Bentuk V.....................................................................21

Gambar 2.38 Takikan Las Bentuk K.....................................................................22

Gambar 2.39 Takikan Las Bentuk U.....................................................................22

Gambar 2.40 Takikan Las Bentuk X.....................................................................22

Gambar 2.41 Undercut...........................................................................................23

Gambar 2.42 Incomplete Penetration....................................................................24

Gambar 2.43 Overlapping......................................................................................24

Gambar 2.44 Cacat Las Crater..............................................................................24

Gambar 2.45 Metode Ultrasonic............................................................................25

Gambar 2.46 Holiday Detector..............................................................................25

Gambar 2.47 Metode Penetran...............................................................................26

Gambar 2.48 Metode Radiografi...........................................................................26

Gambar 2.49 Magnetografi....................................................................................27

Gambar 2.50 Metode Vacum.................................................................................27

Gambar 2.51 Contoh Ukuran Screw Conveyor......................................................28

Gambar 2.52 Mencari Panjang A...........................................................................28

Gambar 2.53 Diameter Dalam dan Diameter Luar................................................29

Gambar 2.54 Tegangan Tarik Kampuh V..............................................................31

Gambar 2.55 Tegangan Tarik Kampuh X..............................................................31

Gambar 2.56 Tegangan Tarik T Joint....................................................................31

Gambar 2.57 Tegangan Akibat Momen Bending..................................................32

Gambar 2.58 Tegangan Akibat Momen Torsi.......................................................32

Gambar 2.59 Fillet Weld dan Butt Weld................................................................33

Gambar 2.60 Letak Center Gravity........................................................................34

Gambar 2.61 Jenis Pembebanan............................................................................36

Gambar 2.62 Las Fillet Melingkar Yang Dikenai Torsi........................................36

Page 7: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

Gambar 2.63 Permodelan Soal...............................................................................38

Gambar 2.64 Menentukan Center of Gravity.........................................................40

Gambar 2.65 Contoh Soal 3...................................................................................41

Gambar 2.66 Permodelan Contoh Soal 3...............................................................42

Gambar 3.1 Spesifikasi Screw Conveyor 43

Gambar 3.2 Ilustrasi Gaya Penarikan....................................................................45

Gambar 3.3 Ilustrasi Pembebanan Screw Conveyor..............................................46

Gambar 3.4 Ilustrasi Pembebanan Tegangan Normal dan Tegangan Geser..........47

Gambar 3.5 Pembebanan Kampuh V.....................................................................47

Gambar 5.1 Ukuran Diameter Luar dan Dalam Screw Conveyor 50

Page 8: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Center of Gravity...................................................................................34

Tabel 2.2 Tabel 9-6................................................................................................38

Tabel 2.3 Tabel 9-4................................................................................................39

Tabel 2.4 Tabel A-20.............................................................................................39

Page 9: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di dalam dunia industri, banyak digunakan bahan-bahan yang kadangkala

merupakan bahan yang berat maupun bahan yang keradan berbahaya. Untuk itu

diperlukan alat yang digunakan untuk mengangkut bahan-bahan tersebut.

Alat yang digunakan utntuk mengangkut bahan-bahan tersebut adalah screw

conveyor. Screw conveyor ini digunakan untuk pengolahan biji kelapa sawit, dari

penggunaannya ini untuk memcahkan biji kelapa sawit, penggunaan screw

conveyor ini sendiri pasti sering terjadi masalah seperti alat yang digunakan sudah

lama usia pemakaiannya, kerusakan pada bearing dari conveyornya, ataupun

kerusakan pada piringan screw conveyor akibat biji kelapa sawit yang olah terlalu

keras.

1.2 Rumusan Masalah

Dari perancangan yang akan kami lakukan maka kami mengambil rumusan

masalahnya yaitu, sebagai berikut :

1. Mengapa kerusakan pada screw conveyor terjadi?

2. Apa penyebab keausan screw conveyor?

3. Bagaimana cara menambah umur screw conveyor?

1.3 Tujuan

Tujuan dari perancangan yang kami lakukan adalah sebagai berikut :

1. Merancang ulang screw conveyor.

2. Menganalisa fenomena yang terjadi pada screw conveyor.

1.4 Manfaat

Manfaat dari perancangan yang kami lakukan yaitu :

1. Menambah waawasan tentang screw conveyor.

2. Mengetahui cara merancang ulang screw conveyor.

3. Mengetahui penyebab kerusakan screw conveyor.

Page 10: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

2

1.5 Batasan Masalah

Dari perancangan yang dilakukan maka didapatkan batasan masalah yang

dibahas yaitu :

1. Menghitung kekuatan sambungan las antara plat daun screw conveyor.

2. Menghitung kekuatan sambungan las antara screw conveyor dan poros

screw conveyor.

3. Kekuatan bahan yang digunakan untuk membuat screw conveyor.

Page 11: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Screw Conveyor

Screw Conveyor adalah alat untuk mengangkut bahan padat berbentuk halus

atau bubur. Alat ini pada dasarnya terbuat dari pisau yang berpilin mengelilingi

suatu sumbu sehingga bentuknya mirip sekrup.

Screw conveyor merupakan alat yang memiliki uilr dan arah putarannya

searah jarum jam. Dimana masing masing ulir antara satu dengan yang lainnya

mempunyai jarak yang sama. Dimana fungsinya adalah untuk memindahkan atau

mentransfer buah maupun ampas kelapa sawit.

Gambar 2.1 Screw Conveyor

Alat ini pada dasarnya terbuat dari pisau yang berpilin mengelilingi suatu

sumbu sehinga bentuknya mirip sekrup. Pisau berpilin ini disebut flight. Macam-

macam flight adalah sectional flight, helicoid flight, dan special flight. Ketiga itu

terbagi atas cast iron flight, ribbon flight, dan cut flight. Conveyor berflight

section dibuat dari pisau-pisau pendek yang disatukan tiap putaran penuh dengan

cara disambung tepat pada tiap ujung sebuah pisau dengan dilas sehingga

akhirnya akan membentuk sebuah pilinan yang panjang.

Sebuah helicoid flight, bentuknya seperti pita panjang yang berpilin

mengelilingi suatu poros. Untuk membentuk suatu conveyor, flight itu disatukan

dengan cara dilas tepat pada poros yang bersesuaian dengan pilinan berikutnya.

Flight khusus digunakan dimana suhu dan tingkat kerusakan tinggi adalah flight

3

Page 12: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

4

cast iron. Flight-flight ini disusun sehingga membentuk sebuah conveyor. Untuk

bahan yang lengket, digunakan ribbon flight. Untuk mengaduk digunakan cut

flight. Flight pengaduk ini dibuat dari flight biasa, yaitu dengan cara memotong-

motong flight biasa lalu membelokkan potongannya ke berbagai arah.

2.2 Prinsip Kerja Screw Conveyor

Screw conveyor ini terdiri dari baja yang memiliki bentuk spiral (pilinan

seperti ulir) yang tertancap pada shaft atau poros dan berputar dalam suatu saluran

berbentuk U (through) tanpa menyentuhnya sehingga flight (daun screw)

mendorong material ke dalam through. Shaft/poros digerakkan oleh motor gear.

Saluran (through) berbentuk setengah lingkaran dan disangga oleh kayu

atau baja. Pada akhir ulir biasanya dibuat lubang untuk penempatan as dan drive

end yang kemudian dihubungkan dengan alat penggerak. Elemen screw conveyor

disebut flight (daun screw). Betuknya spiral (lilitan sperti ulir) atau dengan

modifikasi tertentu yang menempel pada poros.

Gambar 2.2 Prinsip Kerja Screw Conveyor

Screw conveyor memerlukan sedikit ruangan dan tidak membutuhkan

mekanik serta membutuhkan biaya yang sedikit. Material bercampur saat

melewati conveyor. Pada umumnya screw conveyor dipakai untuk mengangkut

bahan secara horizontal. Namun bila diinginkan dengan elevasi tertentu bisa juga

dipakai dengan elevasi tertentu bisa juga dipakai dengan mengalami penurunan

kapasitas 15%- 45% dari kapasitas horizontalnya.

Page 13: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

5

Gambar 2.3 Screw Conveyor Horizontal

2.3 Komponen Screw Conveyor

Pada Screw conveyor memiliki beberapa komponen utama, yaitu :

Gambar 2.4 Komponen Screw Conveyor

Adapun keterangan dari gambar 2.4 diatas adalah sebagai berikut:

1. Screw conveyor drive, motor mount, V – belt drive, dan guard.

2. End plate untuk screw conveyor drive.

3. Palung dengan fitted discharge sput.

4. Through / Palung.

5. End plate untuk ball bearing.

6. Seal plate, flanged ball bearing unit tail shaft.

7. Screw.

8. Screw dengan bare pipe at discharge end.

9. Hanger dengan bare pipe at discharge end.

10. Flanged covers with inlet.

11. Flanged covers with buttstrap.

Page 14: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

6

2.4 Proses Pembuatan Screw Conveyor

Berikut merupakan proses dalam pembuatan screw conveyor yaitu sebagai

berikut :

1. Pemotongan plat untuk daun screw conveyor

Gambar 2.5 Daun Screw Conveyor

2. Pembentukan daun screw conveyor

Gambar 2.6 Pembentukan Daun Screw Conveyor

3. Penyatuan screw conveyor setelah dipotong dan dibentuk

Gambar 2.7 Penyambungan Screw Conveyor

Page 15: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

7

4. Pengelasan kuping penarik daun screw conveyor

Gambar 2.8 Pengelasan Sisi Screw Conveyor

5. Pemasangan daun screw conveyor yang sudah dilas pada poros dengan cara

ditarik menggunakan katrol.

Gambar 2.9 Pemasangan Screw Conveyor pada Poros

6. Screw conveyor yang telah jadi

Gambar 2.10 Screw Conveyor Yang Telah Selesai Dibuat

Page 16: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

8

2.5 Definisi Pengelasan

Pengelasan (welding) adalah salah satu teknik peyambungan logam dengan

cara mencairkan sebagian logam induk dan logam besi dengan atau tanpa tekanan

dan dengan atau tanpa logam penambah dan menghasilkan sambungan yang

continue.

Gambar 2.11 Pengelasan

2.6 Jenis – Jenis Pengelasan

Dalam pengelasan ada beberapa jenis pengelasan, diantaranya adalah

sebagai berikut:

1. Pengelasan SMAW (Shield Metal Arc Welding)

SMAW adalah las busur nyala api listrik terlindung dengan mempergunakan

busur nyala listrik sebagai sumber panas pencair logam. Tegangan yang

dipakai hanya 23-45 volt AC atau DC, untuk pencairan pengelasan

dibutuhkan arus 500 A. Namun secara umum yang dipakai 80 – 200 A.

Gambar 2.12 Pengelasan SMAW

Page 17: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

9

2. Pengelasan SAW (Submerged Arc Welding)

SAW (Submerged Arc Welding) adalah las busur terbenam atau pengelasan

dengan busur nyala api listrik. Untuk mecegah oksidasi cairan metal induk

dan material tambahan, dipergunakan butiran–butiran fluks sehingga busur

nyala terpendam di dalam ukuran–ukuran fluks tersebut.

Gambar 2.13 Pengelasan SAW

3. Pengelasan ESW (Electro Slag Welding)

ESW (Electro Slag Welding) adalah pengelasan busur terhenti, pengelasan

sejenis SAW namun bedanya pada jenis ESW busurnya nyala mencairkan

fluks, busur terhenti dan proses pencairan fluks berjalan terus dan menjadi

bahan pengantar arus listrik (konduktif). untuk mencairkan bahan tambahan

las dan bahan induk yang dilas tempraturnya mencapai 3500° F atau setara

dengan 1925° C.

Gambar 2.14 Pengelasan ESW

Page 18: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

10

4. Pengelasan SW (Stud Welding)

SW (Stud Welding) adalah las baut pondasi, gunanya untuk menyambung

bagian satu konstruksi baja dengan bagian yang terdapat di dalam.

Gambar 2.15 Pengelasan SW

5. Pengelasan ERW (Electric Resistance Welding)

Las tahanan listrik yaitu dengan tahanan yang besar panas yang dihasilkan

oleh aliran listrik menjadi semakin tinggi sehingga mencairkan logam yang

akan dilas. Contohnya adalah pada pembuatan pipa ERW, pengelasan plat-

plat dinding pesawat, atau pada pagar kawat.

Gambar 2.16 Pengelasan ERW

6. Pengelasan EBW (Electro Beam Welding)

Las dengan proses pemboman elektron, suatu pengelasan yang pencairannya

disebabkan oleh panas yang dihasilkan dari suatu berkas loncatan elektron

Page 19: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

11

yang dimampatkan dan diarahkan pada benda yang akan dilas. Pengelasan

ini dilaksanakan di dalam ruang hampa, sehingga menghapus kemungkinan

terjadinya oksidasi atau kontaminasi.

Gambar 2.17 Pengelasan EBW

7. Pengelasan GMAW (Gas Metal Arc Welding)

Pengelasan dengan gas nyala dari busur nyala listrik yang digunakan

sebagai pencair metal yang dilas dan metal penambah. Sebagai pelindung

oksidasi dipakai gas pelindung yang berupa gas kekal (inert) atau CO2.

a. MIG digunakan untuk mengelas besi atau baja, gas pelindungnya

Karbon Dioxida CO2.

b. TIG digunakan untuk mengelas logam non besi, gas pelindungnya

Helium (He) atau Argon (Ar).

Gambar 2.18 Pengelasan GMA

Page 20: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

12

8. Pengelasan GTAW (Gas Tungsten Arc Welding)

GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) atau TIG (Tungsten Inert Gas) adalah

pengelasan dengan memakai busur nyala dengan tungsten/elektroda yang

terbuat dari wolfram. Bahan penambah: bahan yang sama atau sejenis

dengan material induknya. Untuk mencegah oksidasi, dipakai gas kekal

(inert) 99 % Argon (Ar) murni.

Gambar 2.19 Pengelasan GTAW

9. Pengelasan FCAW (Flux Cared Arc Welding)

Pada hakikatnya hampir sama dengan proses pengelasan GMAW. Gas

pelindungnya juga sama-sama menggunakan Karbon dioxida CO2. Pada

mesin las FCAW ditambah robot yang bertugas untuk menjalankan

pengelasan biasa disebut dengan super anemo.

Gambar 2.20 Pengelasan FCAW

Page 21: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

13

10. Pengelasan PAW (Plasma Arc Welding)

PAW (Plasma Arc Welding) adalah las listrik dengan plasma yang sejenis

dengan GTAW, hanya pada proses ini gas pelindung menggunakan bahan

campuran antara Argon (Ar), Nitrogen (N) dan Hidrogen (H) yang lazim

disebut dengan plasma.

Gambar 2.21 Pengelasan PAW

11. Pengelasan OAW (Oxygen Acetylene Welding)

OAW (Oxygen Acetylene Welding) adalah sejenis dengan las karbid atau las

otogen. Panas yang didapat dari hasil pembakaran gas acetylene (C2H2)

dengan zat asam atau Oksigen (O2).

Gambar 2.22 Pengelasan OAW

12. Pengelasan EXW (Explosion Welding)

EXW (Explosion Welding) adalah las yang sumber panasnya didapatkan

dengan meledakkan amunisi yang dipasang pada suatu mold/cetakan pada

Page 22: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

14

bagian tersebut dan mengisi cetakan yang tersedia. Cara ini sangat praktis

untuk menyambung kawat baja / wire rope, slenk.

Gambar 2.23 Pengelasan EXW

2.7 Jenis – Jenis Sambungan Las

Pada sambungan las ada beberapa jenis, diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Sambungan Temu (Butt Joint)

Sambungan sebidang dipakai terutama untuk menyambung ujung – ujung

plat datar dengan ketebalan yang sama atau hampir sama.

Gambar 2.24 Sambungan Temu

2. Sambungan Sisi (Edge Joint)

Sambungan sisi umumnya tidak struktural tetapi paling sering dipakai untuk

menjaga agar dua atau lebih plat tetap pada bidang tetentu atau untuk

mempertahankan kesejajaran (alignment) awal.

Page 23: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

15

Gambar 2.25 Sambungan Sisi

3. Sambungan Saling Tumpang (Lap Joint)

Sambungan ini paling umum digunakan dalam proses pengelasan.

Sambungan ini mempunyai keuntungan utama: 

Mudah disesuaikan

Mudah disambung

Keuntungan lain sambungan saling tumpang adalah mudah digunakan

untuk menyambung plat yang tebalnya berlainan.

Gambar 2.26 Sambungan Saling Tumpang

4. Sambungan Sudut (Corner Joint)

Sambungan sudut dipakai terutama untuk membuat penampang berbentuk

box segi empat seperti yang digunakan untuk kolom dan balok yang

memikul momen puntir yang besar.

Page 24: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

16

Gambar 2.27 Sambungan Sudut

5. Sambungan T-Joint

Sambungan T atau T-Joint terdiri dari dua bagian yang disambung

membentuk huruf T. Penambahan sambungan lain pada T-Joint sehingga

membentuk palang disebut cruciform joint.

Gambar 2.28 Sambungan T

2.8 Struktur Mikro Daerah Las–Lasan

Adapun dibawah ini merupakan daerah las-lasan yang terdiri dari 3 bagian

yaitu, sebagai berikut :

a. Daerah logam las

Daerah logam las adalah bagian dari logam yang pada waktu pengelasan

mencair dan kemudian membeku.

Page 25: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

17

Gambar 2.29 Daerah Logam Las

b. Daerah pengaruh panas atau HAZ (Heat Affect Zone)

Logam dasar yang bersebelahan dengan logam las yang selama proses

pengelasan mengalami siklus termal pemanasan dan pendinginan cepat

sehingga daerah ini yang paling kiritis dari smbungan las.

Gambar 2.30 Daerah Pengaruh Panas

c. Logam induk yang tak terpengaruhi panas

Logam induk adalah bagian logam dasar dimana panas dan suhu pengelasan

tidak menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan struktur dn sifat.

2.9 Posisi Pengelasan

Simbol huruf F berasal dari kata fillet yang artinya suatu bentuk sudut yang

berada pada pertemuan dua garis atau bentuk salah satu tepi/sisi, dari benda yang

berbentuk, setengah lingkaran atau membentuk busur.

Simbol huruf G berasal dari kata groove dimana 2 material logam yang akan

disambung diletakkan dalam posisi sejajar dan diberi jarak kerenggangan

semacam alur yang biasa disebut kampuh las.

Page 26: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

18

Pada pengelasan terdapat berbagai posisi untuk melakukan pengelasan

adalah sebagai berikut :

1. Posisi Diatas Kepala

Pada posisi ini benda kerja yang akan dilas berada diatas kepala

welder. Pada pengelasan posisi ini sudut brander dimiringkan 10° dari garis

vertikal sedangkan kawat pengisi berada dibelakangnya bersudut 45° - 60°.

Gambar 2.31 Posisi Diatas Kepala

2. Posisi Sejajar Tangan

Pada posisi ini benda kerja yang akan dilas berada sejajar tangan

welder, dimana terdapat dua arah pengelasan yaitu horizontal dan vertikal.

Pada posisi sejajar vertikal arah pengelasan dapat bergerak dari bawah ke

atas atau sebaliknya, sedangkan pada posisi sejajar horizontal arah

pengelasan dapat bergerak ke kiri dan ke kanan ataupun sebaliknya.

Gambar 2.32 Posisi Sejajar Tangan

3. Posisi dibawah tangan

Pada posisi ini benda kerja yang akan dilas berada dibagian bawah

tangan welder. Sudut ujung pembakar (brander) terletak diantara 60°C dan

Page 27: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

19

kawat posisi (filler rod) dimiringkan dengan sudut antara 30-40°C dengan

benda kerja. Kedudukan ujung pembakar kesudut sambungan dengan jarak

2 – 3 mm agar terjadi panas maksimal pada sambungan.

Gambar 2.33 Posisi Dibawah Tangan

2.10 Jenis – Jenis Elektroda

Pada melakukan pengelasan terdapat elektroda yang digunakan dalam

melakukan pengelasan, elektroda tersebut terbagi dalam 2 jenis yaitu :

1. Elektroda polos

Yaitu elektroda yang tidak terdapat pelindung atau selaput pada bagian

batang elektroda itu sendiri.

2. Elektroda Berselaput

Elektroda yang terdapat zat pelindung berupa selaput yaitu fluks untuk

melingdungi agar pengelasan yang dailakukan lebih rapi.

Gambar 2.34 Elektroda Pengelasan

Page 28: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

20

Pada elektroda terdapat penomoran yang digunakan untuk menentukan

jenis-jenis elektroda atau pun mengenai pengelasannya. Cara membaca elektroda

menurut klasifikasi AWS (American Welding Society) dinyatakan dengan tanda

EXXXX yang artinya sebagai berikut :

E = Menyatakan elektroda busur listrik

XX = sesdudah E menyatakan kekuatan tarik deposit las dalam ribuan

lb/in

X = (angka ketiga) menyatakan posisi pengelasan

angka 1untuk pengelasan segala posisi

angka 2 untuk pengelasan posisi mendatar dibawah

tangan

X = menyatakan jenis selaput dan jenis arus yang cocok

dipakai

Gambar 2.35 Tabel Penomoran Elektroda Pengelasan

2.11Welding Procedure Specification (WPS)

Welding procedure specification (WPS) atau spesifikasi pengelasan adalah

dokumen tentang prosedur pengelasan berkualifikasi yang tertulis dan harus

disiapkan untuk petunjuk pengelasan sesuai persyaratan standard maupun code.

Page 29: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

21

Gambar 2.36 Welding Procedure Specification

2.12 Jenis – Jenis Takikan Las

Takikan pada pengelasan terdapat beberapa jenis yaitu:

1. Takikan Las V

Takikan yang bentuk sambungan pengelasannya berbentuk huruf “V”

Gambar 2.37 Takikan Las Bentuk V

2. Takikan Las K

Takikan yang bentuk sambungan pengelasan kedua benda berbentuk

“K”

Page 30: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

22

Gambar 2.38 Takikan Las Bentuk K

3. Takikan Las U

Takikan yang bentuk sambungan pengelasan kedua benda berbentuk

“U”

Gambar 2.39 Takikan Las Bentuk U

4. Takikan Las X

Takikan yang bentuk sambungan pengelasan kedua benda berbentuk

“X”

Page 31: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

23

Gambar 2.40 Takikan Las Bentuk X

2.13 Cacat Pada Pengelasan

Pada setiap melakukan pengelasan pasti terdapat berupa kesalahan ataupun

cacat yang terjadi pada hasil pengelasan. Pengelasan terdapat beberapa cacat

yaitu, sebagai berikut :

1. Undercut

Undercut adalah suatu alur atau takikan yang terjadi pada perbatasan sisi-

sisi lasan yang sejajar arah pengelasan sehingga bagian kaki lasan

mengalami penipisan.

Penyebab:

a. Gerakan elektroda yang terlalu cepat.

b. Panas yang terlampau tinggi.

c. Sudut elektroda yang tidak tepat.

d. Incomplete penetration (penetrasi yang kurang sempurna)

e. Incomplete penetration terjadi karena logam las tidak menembus

f. Melanjutkan kebagian akar dari sambungan atau kedalaman logam las

kurang dari tinggi alur yang direncanakan.

Page 32: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

24

Gambar 2.41 Undercut

2. Incomplete Fusion

Incomplete Fusion, cacat ini dapat diakibatkan oleh kesalahan penggunaan

besar arus, kecepatan pengelasan, incorrect electrode manipulation, maupun

kesalahan pengelas.

Penyebab:

a. Gerakan elektroda yang terlalu cepat.

b. Arus atau panas yang tidak cukup.

c. Logam pengisi melebur tanpa meleburkan logam induk.

Gambar 2.42 Incomplete Penetration

3. Ovelapping

Cacat ini dikarenakan:

a. Arus terlalu rendah

b. Kecepatan pengelasan rendah

c. Kesalahan teknik mengelas

d. Kontaminasi sekitar

Page 33: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

25

Gambar 2.43 Overlapping

4. Crater

Crater yaitu cacat las yang disebabkan karena mengkerutnya metal las pada

akhir perjalanan proses pengelasan ( akibat panas las berkurang ).

Gambar 2.44 Cacat Las Crater

Untuk mengetahui cacat las yang terjadi pada pegelasan bisa ditemukan

dengan beberapa cara atau metode, ada 6 metode untuk memeriksa cacat pada las.

1. Metode Ultrasonic

Prinsip kerja ultrasonic adalah memanfaatkan hasil pantulan (echo) dari

gelombang ultrasonik apabila ditransmisikan pada sampel uji. Gelombang

ultrasonik yang digunakan memiliki frekuensi 0,5 – 20 MHz.

Page 34: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

26

Gambar 2.45 Metode Ultrasonic

2. Holiday Test

Holiday test merupakan sistem pengujian yang digunakan untuk

mengetahui adakah lubang-lubang kecil atau pinhole pada suatu material.

Holiday detector adalah merupakan alat pengujian untuk pengukuran atau

inspeksi lubang kecil atau crack, yang juga dikenal sebagai pendeteksi

porositas, pengujian crack, percikan tester, tester atau jeeper jip. 

Gambar 2.46 Holiday Detector

3. Metode penetran

Pemeriksaan cara ini digunakan untuk memeriksa adanya cacat atau retak

halus yang terbuka terhadap permukaan bahan yang diperiksa.

Page 35: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

27

Gambar 2.47 Metode Penetran

4. Metode Radiografi

Metode pengujian radiografi adalah suatu metode berdasarkan pengamatan

perbedaan tingkat penyerapan dari suatu penyinaran radiasi pada suatu

bahan atau objek, atau dengan kata lain bayangan fotografik dihasilkan

oleh lewatnya sinar gamma atau sinar x melalui benda uji ke film.

Perubahan yang dihasilkan pada emulsi film dicuci untuk menghasilkan

radiographic transparency (radiograph).

Gambar 2.48 Metode Radiografi

5. Metode Magnetografi

Prinsip kerjanya yaitu dengan memagnetisasi bahan yang akan diuji.

Adanya cacat yang tegak lurus arah medan magnet akan menyebabkan

kebocoran medan magnet. Kebocor an medan magnet ini mengindikasikan

adanya cacat pada material.

Page 36: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

28

Gambar 2.49 Magnetografi

6. Metode Vacum

Vacuum Test merupakan test yang dilakukan pada daerah jalur lasan

(welding seams) untuk mengetahui ada tidaknya kebocoran

atau crack. Vacuum Test ini dilakukan hanya pada welding seams yang

ditemukan pada pelat yang datar ( tidak melungkung ) dan bukan pada

pipa.

Gambar 2.50 Metode Vacum

2.14 Memotong Bahan Daun Conveyor

Dalam memotong screw conveyor dapat digunakan beberapa persamaan

agar mudah dalam pembuatan screw conveyor ini. Persamaan tersebut bisa

dimisalkan pada contoh di bawah ini.

Page 37: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

29

Gambar 2.51 Contoh Ukuran Screw Conveyor

Keterangan:

Diameter Conveyor : 254 mm

Diameter Daun Conveyor : 244 mm

Diameter Shaft Conveyor : 48 mm

Panjang Conveyor : 8500 mm

Jarak antar daun/tarikan : 300 mm

Gambar 2.52 Mencari Panjang A

Panjang garis pengelasan (A) merupakan keliling diameter dalam dari daun

conveyor untuk proses pemotongan bahan plat. Maka:

∅ dalam pemotongan daun ¿Aπ

¿ 335,73π

¿107 mm

Dengan demikian untuk pemotongan diameter luar daun (x) adalah :

x   = 244 + [ 107 – 48 ]

= 303 mm

Page 38: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

30

Gambar 2.53 Diameter Dalam dan Diameter Luar

Dengan Theorema Phytagoras diperoleh Panjang garis pengelasan-A

A=√(π 48)2+3002mm

A=335,73 mm

2.15 Rumus – Rumus Pengelasan

Pada pengelasan terdapat rumus-rumus yang dapat digunakan untuk

menghitung kekuatan pengelasan.

1. Rumus Menghitung Kekuatan Sambungan Las

Gambar 2.38 Kekuatan Sambungan Las

Page 39: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

31

Keterangan :

σt = tegangan tarik (kg/mm2)

F = beban maksimum pada pengujian (kg )Ao = luas penampang (mm2)

2. Las Sudut Melintang Tunggal

F=σ t¿√2

3. Las Sudut Melintang Ganda

F=2 σ t¿√2

4. Las Sudut Sisi Parallel

τ g=FA

τ g=F

2 ¿√2

F=2 τ g¿√2

Keterangan:

τ g = tegangan geser

L = panjang bahan

t = ketebalan bahan las

F = gaya tarik

A = luas penampang

5. Las Tegangan Tarik Kampuh V

Page 40: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

32

Gambar 2.54 Tegangan Tarik Kampuh V

Untuk mencari tegangan tariknya dapat digunakan rumus dibawah ini

σ t=F

L .t

6. Las Tegangan Tarik Kampuh X

Gambar 2.55 Tegangan Tarik Kampuh X

Untuk mencari tegangan Tariknya dapat digunakan rumus dibawah ini

σ t=F

L ( t1+t 2 )

7. Las Tegangan Tarik T Joint

Gambar 2.56 Tegangan Tarik T Joint

Keterangan:

Page 41: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

33

σ t = tegangan tarik

L = panjang material

t = tinggi takikan

t 1 = tinggi takikan 1

t 2 = tinggi takikan 2

8. Tegangan Akibat Momen Bending

σ b=6 MLt2

Gambar 2.57 Tegangan Akibat Momen Bending

9. Tegangan Akibat Momen Torsi

σ t=6 F . c

L t2

τ g=F

L .t

Gambar 2.58 Tegangan Akibat Momen Torsi

Keterangan:

Page 42: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

34

σ b= tegangan akibat momen bending

M = momen bending

L = panjang material pengelasan

t = ketebalan bahan las

c = tinggi bahan las pada kampuh T

10. Fillet Weld

Gambar 2.59 Fillet Weld dan Butt Weld

Untuk menghitung Fillet weld dapat digunakan persamaan berikut ini,

σ t=√2F

2 t L+t1 L1

11. Butt Weld

Untuk menghitung Butt weld dapat digunakan persamaan berikut ini,

σ t=F

2 t L+t1 L1

2.16 Center of Gravity

Dalam melakukan proses pengelasan perlu dicari titik berat (center of

gravity) dari pengelasan tersebut yang biasanya disebut dengan cg. Untuk mencari

cg arah horizontal dan vertical dapat digunakan rumus umum sebagai berikut:

x=∑ x i . W i

∑W i

y=∑ y i .W i

∑W i

Untuk mengetahui posisi center gravity ini dari bangun datar maupun

bangun ruang dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Page 43: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

35

Gambar 2.60 Letak Center Gravity

Untuk menentukan letak titik berat pada bangun bangun tertentu dapat

dilihat pada tabel dibawah ini:

Tabel 2.1 Center of Gravity

Page 44: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

36

2.17 Pengelasan Pelat Pada Tegangan Normal

Pada proses pengelasan ada beberapa tegangan yang harus dihitung untuk

mengetahui seberapa kuat pengelasan yang di lakukan. Pengujian yang dilakukan

yaitu berdasarkan tegangan geser dan tegangan normal yang dapat dilihat pada

gambar 2.61 dibawah ini.

Page 45: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

37

Gambar 2.61 Jenis Pembebanan

Pada Tegangan Geser dapat digunakan persamaan berikut ini:

Sedangkan pada tegangan normal dapat digunakan persamaan berikut ini:

σ= McI

2.18 Beban Torsi Pada Poros

Gambar 2.62 Las Fillet Melingkar Yang Dikenai Torsi

Page 46: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

38

Untuk mencari tegangan torsinya dapat digunakan persamaan berikut ini:

τ=TγJ

=T .d /2J

= 2. Tπ .T .d2

Dimana, TJ= τ

r

Maka, τ max=2T

π .sin 45O . s . d2 =2,83. Tπ . s . d2

Keterangan:

d = Diameter batang,

r = Radius batang,

T = Torsi yang bekerja pada batang,

s = Ukuran las,

t = Tebal leher,

J = Momen inersia polar dari bagian las = π.t.d3/4

2.19 Contoh soal pengelasan

1. Sebuah palang berpenampang persegi panjang kode 1015 dengan 1/2 inch

dan 2 inch membawa beban statik 16.5 kip. Palang tersebut dilas pada plat

gusset fillet 3/8 inch panjang 2 inch dilas pada kedua sisi dengan

menggunakan elektroda E70XX seperti yang terdapat pada Gambar.

Gunakan metode kode pengelasan.

a. Apakah kekuatan las pada logam sesuai?

b. Apakah kekuatan dari takikan sesuai?

Jawab:

a. Pada tabel 9-6, kekuatan persatuan panjang untuk 3/8 in pada Elektroda

E70 logam 5.57 kip/in, dengan demikian

F = 5,57 l = 5.57 (4) = 22.28 kip

Dari 22,28 > 16,5 kip kekuatan logam sesuai.

Page 47: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

39

Gambar 2.63 Permodelan Soal

Tabel 2.2 Tabel 9-6

b. Tentukan tegangan geser pada takikan pada pengelasan. Pada tabel 9-4

dan tabel A-20, dari δy= 27,5 kpsi, tegangan geser pada takikan adalah :

τ all=0.4 δy=0.4 (27.5)=11kpsi

Tegangan geser τ pada logam berdekatan dengan las adalah:

τ= F2hl

= 16.52(0.375)2

=11 kpsi

Dari τall ≥ τ, takikan sesuai dekat dengan hasil las. Tegangan tarik pada

tulangan logam dari σ takikan

σ=Ftl

= 16.5(1/2¿2

=16.5 kpsi

Page 48: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

40

Tegangan tarik yang diijinkan pada tabel 9-4, adalah 0,6 δy.

σ all=0.6 Sy=0.6 (27.5 )=16.5 kpsi

Dari σall ≥ σ, tegangan tarik pada tulangan sesuai.

Tabel 2.3 Tabel 9-4

Tabel 2.4 Tabel A-20

Page 49: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

41

2. Pada gambar 2.64 Koordinat titik berat benda (center of gravity) terhadap

titik O adalah....

Gambar 2.64 Menentukan Center of Gravity

Diketahui: A1= 6.4= 24 (persegi panjang)

A2 = ½.2.6= 6 (segitiga)

X1 = 2 X2 = 2

Y1 = 3

Y2 = 23

× h=23

6=4

Y2 = 12-4=8

Cg (x,y) =?

Jawab:

Titik berat pada sumbu x :

x=x1 . A1+x2 . A2

A1+A2

x=2.24+2.624+6

=48+1230

=6030

x=2

Titik berat pada sumbu y :

y=y1 . A1+ y2 . A2

A1+ A2

y=3.24+8.624+6

=72+4830

=12030

y=4

Jadi, titik koordinat beratnya adalah (2,4)

Page 50: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

42

3.

Gambar 2.65 Contoh Soal 3

Gambar 2.65 mengilustrasikan sebuah kantilever dengan panjang l dilas

pada sebuah kolom dengan 2 lasan fillet. Reaksi yang terjadi adalah terdiri

dari gaya geser V dan momen M. gaya geser menghasilkan tegangan geser

utama pada daerah lasan dimana besarnya:

τ ′ = V A

dimana A adalah daerah throat dari semua lasan.

Momen pada daerah support menghasilkan tegangan geser kedua atau torsi

dari lasan, dan tegangan ini diberikan pada persamaan:

τ ′′ = MrJ

Dimana r adalah jarak dari pusat massa las ke sudut fillet. Dan J adalah

inersia polar dari daerah lasan.

Daerah lasan 1 :

b1=0.707 h1

Daerah lasan 2 :

b2=0.707 h2

Luas area throat pada kedua lasan adalah

A1+ A2=b1 d1+b2 d2

Untuk daerah lasan 1, sumbu x dan y telah melewati pusat G1. Momen

inersia dari daerah ini adalah:

Ix=b1 d1

3

12Iy=

d1 b13

12

Page 51: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

43

Sehingga,

JG1=Ix+ Iy=

b1 d13

12+

d1b13

12

Dengan cara yang sama, Maka momen inersia untuk daerah lasan 2 adalah:

JG2=Ix+ Iy=

b2 d23

12+

d2 b23

12

Pusat G dari daerah lasan adalah:

Gambar 2.66 Permodelan Contoh Soal 3

Pada gambar 2.66 dapat kita lihat lagi, bahwa jarak r1 dan r2 dari G1 dan G2

terhadap G adalah sebagai berikut:

Dengan menggunakan teorema parallel-axis, kita dapatkan momen inersia

polar kedua dari daerah lasan yaitu:

Page 52: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

BAB III

STUDI KASUS

3.1 Data Pengukuran

Berdasarkan survei lapangan yang telah kami lakukan ke pabrik kelapa

sawit, sehingga kami memperoleh data sebagai berikut:

1. Data Screw Conveyor

Gambar 3.1 Spesifikasi Screw Conveyor

Keterangan Gambar:

44

Page 53: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

45

Jumlah screw conveyor : 2 buah

Panjang screw conveyor : 3,56 m (7,12 m)

Diameter poros : 68 mm

Diameter screw conveyor : 560 mm

Pitch : 300 mm

Daya : 7,5 kW

Putaran : 70 rpm

Kapasitas : 12 ton/jam

Beban : 32,7 N

Tebal : 8 mm

2. Panjang Garis Pengelasan

Mencari panjang dari garis pengelasan:

A

A = √(π 68)2+3002 mm

A = 368,28 mm

Panjang garis pengelasan (A) merupakan keliling diameter dalam dari

daun conveyor untuk proses pemotongan bahan plat, maka:

Diameter dalam pemotongan daun = Aπ

= 368,28 mmπ

= 117,23 mm

Diameter luar pemotongan daun screw conveyor (x) adalah:

X = 360 + (117,23 – 68 mm)

= 409,23 mm

Page 54: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

46

3.2 Perhitungan

1. Mencari Panjang L

L = 14 panjang garis pengelasan

= 14 A

= 14 (368,28 mm)

L = 92,07 mm

2. Mencari Gaya Fx, Fy, x, dan y.

Gambar 3.2 Ilustrasi Gaya Penarikan

Fx= Fcosα  

Fx= 32,7cos30°

Fx=37,76 N

Fy= Fsin α  

Fy= 32.7sin30°

Fy=65,4 N

Page 55: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

47

x=F sin α

x=150 sin 30°

x=75 mm

y=√F2−x2

y=√1502−752

y=129,90 mm

3. Mencari Gaya dan Momen pada Pengelasan Daun Screw Conveyor

Gambar 3.3 Ilustrasi Pembebanan Screw Conveyor

x = F sin α

F = x

sin x

F = 24.3sin 30

F = 48.6 mm

M = F × x

M = (48,6 N) × (24,3 mm)

M = 1180,98 Nmm

4. Mencari Tegangan Normal (σ t)

Page 56: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

48

σ t=6 Fp . c

L t2

σ t=6 (28,31 N ) (360 mm−68 mm )

(92,07 mm)(8 mm)2

σ t=8,42 MPa

5. Mencari Tegangan Geser (τ g)

τ g=Fp

L(0,707 h)

τ g=28.31 N

(92,07 mm)(0,707)(10 mm)

τ g=0,0435 MPa

Gambar 3.4 Ilustrasi Pembebanan Tegangan Normal dan Tegangan Geser

6. Mencari Kekuatan Sambungan Las Antar Screw

Gambar 3.5 Pembebanan Kampuh V

σ t=FpL .t

σ t=(28,31 N )

(92,07 mm)(360 mm−68 mm)

σ t=1,053 x10−3 MPa

Page 57: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

BAB IV

HASIL DAN ANALISA PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Setelah memperoleh data dari survei lalu dilakukan pengolahan data untuk

mencari pengaruh-pengaruh pada screw conveyor sehingga dapat dilakukan

perancangan ulang pada screw conveyor dan berikut merupakan data yang

didapatkan dari hasil perhitungan screw conveyor yaitu :

1. Panjang garis pengelasan, A = 368,28 mm.

2. Nilai diameter dalam pemotongan daun adalah 117,23 mm.

3. Nilai diameter luar (x) adalah 409,23 mm.

4. Panjang, L = 92,07 mm.

5. Nilai Fx=37,76 N .

6. Nilai Fy=65,4 N .

7. Nilai x=75 mm

8. Nilai y=129,90 mm

9. Nilai Gaya F=48,6 N dan Momen M=1180,98 Nmm.

10. Tegangan Normal dari pengelasan adalah σ t=8,42 MPa.

11. Tegangan Geser dari pengelasan adalah τ g=0,0435 MPa.

12. Kekuatan Sambungan Las antar Screw adalah σ t=1,053 x10−3 MPa.

13. Jenis Elektroda E7016.

4.2 Analisa

Berdasarkan data dari perhitungan bahwa dapat diamati untuk melakukan

perancangan ulang pada screw conveyor berikut ini analisa yang diperoleh dari

perhitungan data:

1. Penggunaan pelat yang tebal mempengaruhi lama masa pakai screw

conveyor tetapi menambah beban motor dan harga yang lebih mahal.

2. Semakin besar beban yang di berikan untuk screw conveyor ini maka akan

berpengaruh untuk kekuatan sambungan las antara poros dan daun screw

conveyor.

49

Page 58: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

50

3. Pengelasan daun screw conveyor dan poros digunakkan elektroda RB26

sedangkan penyambungan daun screw conveyor menggunakan LB 52.

4. Kekuatan sambungan las mempengaruhi masa pakai dari screw conveyor

tersebut karena berhubungan dengan beban yang diberikan.

5. Diameter luar screw conveyor mempengaruhi kemampuan angkut screw

conveyor, dan jika terlalu besar maka akan cepat aus karena beban yang

diberikan untuk sambungan las akan lebih besar.

Page 59: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang didapat dari laporan perancangan elemen mesin

ini adalah :

1. Untuk menghemat biaya pengelasan daun screw conveyor dan poros tidak

dilakukan secara penuh, dan tebal plat yang digunakan tidak lebih dari 8

mm.

2. Keausan yang sering terjadi pada screw conveyor ini disebabkan menipisnya

daun screw conveyor akibat gesekan dengan tempurung dari biji kelapa

sawit yang keras.

3. Diameter dalam daun screw conveyor berpengaruh terhadap

daya/kemampuan angkut akibat kemiringan screw conveyor yang terjadi.

4. Diameter dalam daun screw conveyor berpengaruh terhadap kemampuan

angkut.

A = √ (πdporos )2+P2 mm

Diameter dalam pemotongan daun = Aπ

Gambar 5.1 Ukuran Diameter Luar dan Dalam Screw Conveyor

51

Page 60: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

52

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat diberikan dalam laporan perancangan elemen

mesin ini adalah sebagai berikut:

1. Dalam melakukan perancangan screw conveyor hendaknya kita mengukur

langsung pada objek yang akan kita bahas. Caranya dengan mencari waktu

dimana screw conveyor tidak dioperasikan.

2. Dalam memberikan asumsi pada bagian screw conveyor yang tidak dapat di

ukur langsung, hendaknya tidak terlalu jauh dengan yang aslinya sehingga

data yang dicari lebih akurat.

3. Dalam mengambil data kita harus memintanya kepada operator yang

mengoperasikan dan merawat screw conveyor tersebut agar mendapatkan

data yang akurat dan kita mengetahui kendala yang terjadi.

Page 61: Laporan akhir perancangan elemen mesin kelompok 7 pengelasan

53

DAFTAR PUSTAKA

Shigley. 2008. Mechanical Engineering Design, Eighth Edition. McGraw-Hill :

New York.

Chan, Yefri. 2010. Elemen Mesin Las. 18.

https://yefrichan.files.wordpress.com/2010/06/sambungan-las.pdf. Diakses

pada 10 November 2016.

Lusia, Windy. 2012. “Laporan Praktikum Pengelasan”. Pekanbaru : UR.

Saputra, Heri. 2013. “Laporan Praktikum Pengelasan”. Pekanbaru : UR.

Akuan, Abrianto. 2011. “Teknik Pengelasan Logam”. http://arsyananda-

desain.blogspot.co.id/2011/12/undercut-incomplete-penetration-welding.

html”. Diakses pada 10 November 2016.

Nur, Erham. 2014. “Cacat-cacat Pengelasan”.

http://erhamnur.blogspot.co.id/2014/11/pengelasan.html. Diakses pada 15

November 2016.

Purnama, Ichsan. 2015. “Perbandingan Sambungan Las, Paku Keling, dan

Baut”. http://ichsanpr21.blogspot.co.id/2015/11/perbandingan-kegunaan-

sambungan -las.html. Diakses pada 10 November 2016.

Rachman, Fathur. 2011. “Pemeriksaan Cacat pada Logam”.

http://fathurrachman.blogspot.co.id/2011/01/pemeriksaan-cacat-pada-logam.

html. Diakses pada 15 November 2016.